Следящее сканирующее устройство Советский патент 1977 года по МПК G06K9/16 

;вертому входам которого подключены, соответственно, первый выход переключателя режима работы, выходы формирсшателя обратного хода развертки и задающего генератора.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в характерных точках схемы; на фиг. 3 - траектория ска}1ирования апертуры и форма растра.

Устройство содержит последовательно соединё шые электроннолучевую трубку 1, переключатель режима работы 2, логический элемент ИЛИ 3, задающий генератор 4 и формирователь импульсов развертки 5, вьшолненный по принципу счетчика с изменяющимся коэффициентом пересчета.

Шжру электроннолучетой трубкой 1 и формирователем импульсов развертки 5 включены первая и вторая идентичные цепи, содержащие последовательно соединешиое ключи 6, 7, интеграторы 8, 9 каналов X и У и сумматоры 10, II. Другой выход формирователя 5 подключен к триггеру 2, управляющему работой первого 6 н второго 7 ключей.

Выход одного из интеграторов подключен к формирователю 13 обратного хода развертки. Выходы первого 8 н второго 9 интеграторов сое динены с форлшрователем сигиала ошибки 14, включенным между электроннолучевой трубкой и генератором развертки 15.,

В режиме поиска, задаваемом переключателем 2, с задающего генератора 4 последователы ость импульсов 16 (фиг.2) поступает на сытный вход формирователя илтульсов развертки 5, производялцего их подсчет. Коэффициент пересчета счетчика фп мирователя 5 изменяется через два цикла счета эпюра 17 от 1 до М (число полуоборотов спирали).

Импульсы 17 с формирователя 5 поступают на входтриггера 12,усиленные 18 и инвертированные 19 илшульсы с других выходов формирователя - на клюш 6, 7, управляшицие входы которых подключены к противоположным плечам триггера 12 (эпюры 20,21).

При этом на выходе ключей 6 - эпюра 22 и 7 эпюра 23 формируется последовательность двуполярпых импульсов, поступающих на интеграторы 8 (канал X) и 9 (канал У).

Интеграторы каналов выполнены на транзисторах разной проводимости, включенных между плюсовым и минусовым истощшкамл питания. Импульсы с выхода первого ключа 6 поступают на зарядный транзистор (типа п-р-п) интегратора 8 и на разрядный транзистор .тнпа р-п-р) интегратора 9, с выхода второго ключа 7 импульсы поступают на разрядный транзистор ;(г«иа ip-in-ipj) интегратора 8 и на зарядный транзистор ;(-хнпа n-jp-л;) интегратора 9.

:Йри поступлении пе рвого «мяуньса с выхода ключа 6, например, положителвной полярности 22, на конденсаторе (имевшем ,в «сходном состоянии 1тулевой потенциал) интегратора.8 формируется линейно-нарастающее напряжение развертки 24, ко торое с выхода интегратора через сумматор 10

поступает на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1, что приводит к сканированию апертуры луча трубки по оси X.

На выходе интегратора 9 сохраняется нупевой потенциал (исходное состояние).

По окрнчанию импульса положительной полярности 22 (фиг. 2), снимаемого с выхода ключа 6, сканирование апертуры по оси X прекращается, напряжение на выходе интегратора 8 запоминается « остается постоянным, а импульс отрицательной полярности 22 (фиг. 2) ic ключа 6 поступает на разряднь Й транзистор интегратора 9. Напряжение развертки по оси У. формируется интегратором 9 (эпюра 25) и через су1лмгл ур 11 подается в блок трубки 1.

Одновременная подача в отклоняющую систему электроннолучевой трубки I постоянного напряжения развертки по одной оси, например X, точка 26, эпюра 24 и линейно-спадающего напряжения 25 - по фугой оси, например У, и наоборот, приводит к перемещению апертуры луча пО квадратной спиралевидной траектории с постоянной линейной скоростью сканирования.

По окончанию первого цикла сканирования (по X и У) управляющим напряжением с триггера 12 ключ 6 закрьгоается, а ключ 7 открьшается, пропуская на входы интеграторов 8,9 разрядно-зарядные импульсы 23 (фиг.,2) и процесс формирования развертки по оси X, а затем по оси У повторяется аналогично описанному.

При пересечении апертурой луча изображения объекта фигура 27 видеоимпульс, получе шый на выходе блока трубки 1, поступает на переключатель 2, где сравнивается с пороговым уровнем и после его превыщения вырабатьшается управляющий импульс торможения развертки. Последний через элемент ИЛИ 3, запирая ключи 6, 7, отключает входы интеграторов 8, 9 и превращает поступление на формирователь 5 импульсов задающего генератора 4, запускает и подключает генератор развертки 15 к формиррва;телда сигнала ощибки 14 и сумматорам 10,. 11. В результате поиск прекращается, система переходит в режим анализа импульса, превысивщего пороговый уровень, в процессе которого напряжения на выходах интеграторов 8, 9 остаются постоянными и равными напряжениям развертки в момент поступления видеоимпульса. .Алертура луча останавливается на изображении объекта за счет постоянных напряжений, поступающих с интеграторов 8, 9 в отклоняющую систему трубки, и соверщает небольнше отклонения по крестообразной траектории фигура 27 (фиг. 3) относительно координат точкн остановки при подаче напряжений, вырабатьтаеМых генератором развертки 15 через сумматоры 10, И на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1.

Время анализа (торможения) определяется длительностью импульса, вырабатьшаемого переключателем режима работы 2.

Сигнал, получешшгй при крестообразном скани1ювании апертуры по изображению объекта, с выхоiia трубки поступает на формирователь сигнала ошибки 14, в котором определяется временное положение сигнала относительно импульсов генератора развертки 15 и вырабатывается дифференциапь- б ный сигнал ошибки. Последний после интегрирования в интеграторах 8, 9 и усиления в сумматовах 10, И поступает на отклоняющую систему, совмещая центры апертуры и изображения объекта.

Если остановка апертуры произошла в ре- 0 эультате обнаружения объекта, то сигнал, . в результате сканирования апертуры по изображению объекта, поступает на переключатель 2, который вырабатывает, например, с помощью узкополоснош фильтра и детектора, управляющий сигнал -оста- 16 ИЫйКИ, поступающий через элемент ИЛИ 3 на клюНи6, 7, генератор развертки 15, задающий генераTQB 4 и формирователь 5, отключая задающий генеpaipp и переводя формирователь в нулевое состояние, а систему - в режим слежения.20

Если остановка анертуры произошла в результате случайного выброса шума или помехи, то после «йончания импульса торможения система переходит в режим поиска и сканирование апертуры щюдолжается с точки остановки по прежней, 25 траектории.

В режиме слежения сигнал от объекта, получаемый при крестообразном сканирова1ши, синХ}юнно с импульсами генератора развертки 15 поступает на формирователь сигнала ошибки 14, вы- 30 рзбатьщаемый им дифференциальный сигнал ошибки интегрируется в интеграторах 8,9 и через суммаЮры 10, И напряжение координат объекта посту- дает на отклоняющую систему электроннолучевой трубки 1.35

Если rio каким-либо причинам, например, в результате возникновения непрозрачной илн малопрозрачной неоднородности на пути распространения излучения от объекта, слежение будет прервано и сигнал от объекта будет отсутствовать в течение 40 времени большего, чем постоянная времени детектора переключателя 2, то по окончанию разряда емкости детектора переключателя 2 со входов генератора 4, формирователя 5 ключей 6, 7, генератора развертки 15 снимается управляющее напряжение, 45 Включается генератор 4, открываются ключн 6, 7 и выключается генератор развертки 15, а система переходит в режим повторного поиска.

В режиме повторного поиска формирование напряжений развертки и траектории сканирования 50 апертуры аналогичны вышеописанному, за исключением того, что центр спирали в режиме повторного поиска совмещен с координатами объекта в момент его исчезновения, т.е. повторный поиск начинается с точки его потери. Причем просмотр области воз- 55 можного местонахождения объекта производится по всем возможным направле1шям. При обнаружеии объекта в режиме повторного поиска система ереходит в режим слежения аналогично вышеописанному.60

Если в режиме повторного поиска точки 28 (фнг. 3) объект не будет обнаружен, то по достижению апертурой границы контролируемого поля формирователь обратного хода развертки 13 вырабатьшает импульс обратного хода, устанавйнваюидай в исходное состояние формирователь 5 и поступаюодай на интеграторы 8, 9, происходит формирование обратного хода развертки и после разрйда интеграторов дальнейшее сканирование апертуры. Работа системы аналогична режиму первоначального поиска.

Устройство обладает повышенной чувствительностью, помехозащище1 шостью, вероятностью правильного обнаружения, опознавания и захвата ;объекта как в режиме первоначального, так и в режиме повторного поиска.

Действительно, в устройстве, имеющем по.стоянную скорость сканирования в режиме поиска, длительность сигнала от объекта неизменна при выбранных размерах апертуры, изображения объекта и скорости сканирования, что упрощает выбор оптимальной полосы nponycKatmH фильтра и повышает вероятность обнаружения.

Кроме того, чувствительность и помехозащищенность устройства существенно повьшшется за счет возможности введения дополнительного anajmза участков pactpa, уменьшения размеров скашфова1шя и скорости развертки (включение в точках ложных тревог медленного поиска анализа) без 1нарушеш5Я структуры траектории поиска в случае ложной тревога. Это позволяет использовать критерии последовательного анализа для повышения вероятности обнаружеш я и помехозащищенности.

Улучшение помехозащищенности происходит также за счет возможности осуществления (при случайном исчезноае1ши сигнала) повторного поиска объекта с точки его потери по всем возможным направлениям.

Формула изобретения

Следящее скаюфующее устройство, содержащее задающий генератор развертки, первьш выход которого соединен с первыми входами формирователя сигаа:ла ошибки и первого сумматора, второй выход генератора развертки подключен ко второму входу формирователя сигнала ошибки и к первому входу второго сумматора, - выходы первого т второго сумматоров соединены, соответственно, с первым и вторым входами электроннолучевой трубки, выход которого подключен к третьему входу формирователя сигнала охнибки и входу переключателя режима работы, первый и второй выходы форлтерователя сигнала ошибки соединены, соотиетствепно, С первыми входами первого и второго имгеграторов, выход первого из которых подключен ко второму входу первого сумматора и к первому

входу формирователя обратного хода развертки, выход второго интегратора соединен со вторыгим входами второго сумматора и формирователя обратного хода развертки, выход которого подк/гючен к вторым входам первого и второго интеграторов, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и помехозащищенности устройства, оно содержит первый и второй ключи, триггер, логический элемент ИЛИ и формирователь импульсов ра|3вертки, первый, второй и третий вькоды которого соединены, соответственно, с первыми входами первого и второго ключей и со входом триггера, первый и второй выходы которого подключены, соответственно, ко вторым входам первого и второго ключей, выхода которых соединены, соответственно, с третьими и четвертыми входами интеграторов, первый и второй выходь переключателя режима работы соединены соответственно с первым и вторым входами логического элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входам генераторов развертки и задающего, к третьим входам ключей и к первому входу формирователя импульсов развертки, ко второму, третьему и четвертому входам которого подключены, соответственно, первый выход переключателя режима работы и выходы формирователя обратного хода развертки и задающего генератора.

Источники информащш, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР №344383, М.Кл. G 01 S 9/00, 24.02. 2. Авторское свидетельство СССР №344469, M.iOi.G 06 К 9/16, 23.06.70.

3. Авторское свидетельство СССР №395866, М.Кл G 06 К 9/16,10.06.71 (прот(йип).

yg: I И I 11 11 I И t И 11 И I I И t И 11 11 I

f7-D-Cl . .11I1

Ап-П-П-Г

19

.2:

28 у

Фиг.